31.4: Indutores

Um indutor, que é comumente utilizado como um filtro, é um componente de circuito que foi criado para ter uma indutância específica. Indutores são um dos componentes de circuito cruciais utilizados na eletrônica moderna, juntamente com resistores e capacitores. Eles atuam como uma barreira contra mudanças na corrente de um circuito. Um indutor tende a suprimir mudanças de corrente em um circuito de corrente alternada que são mais rápidas do que o desejado. Em um circuito de corrente contínua, um indutor ajuda a preservar uma corrente constante, compensando mudanças na força eletromotriz aplicada.

Embora o campo elétrico associado ao efeito de indução magnética seja não conservativo, há uma diferença de potencial real entre os terminais do indutor, causada por forças eletrostáticas conservativas.

Uma aplicação comum da indutância é permitir que os sinais de tráfego detectem quando os veículos estão esperando em um cruzamento de ruas. Um circuito elétrico com um indutor é colocado no chão, sob a localização onde um carro esperando irá parar. O corpo do carro aumenta a indutância e o circuito é alterado, enviando um sinal para os sinais de trânsito mudarem de cor. Da mesma forma, detectores de metal usados para segurança em aeroportos empregam a mesma técnica. Uma bobina, ou indutor, no detector de metal atua como um transmissor e um receptor. O sinal enviado como um pulso da bobina transmissora induz um sinal no receptor. Qualquer objeto metálico no caminho afeta a autoindutância do circuito. Detectores de metal podem ser ajustados para sensibilidade e também podem detectar a presença de metal em uma pessoa.

Indutores também são cruciais em luminárias fluorescentes. Nessas luminárias, o gás que preenche o tubo é ionizado e brilha devido à corrente que flui dos fios para o gás. Quanto maior a corrente, mais fortemente ionizado é o plasma e menor sua resistência. Se uma tensão suficientemente alta for aplicada ao plasma, os circuitos fora do tubo fluorescente podem ser danificados. Para evitar isso, um indutor, ou lastro magnético, é conectado em série com a lâmpada fluorescente, o que impede que a corrente exceda seus limites.

Um indutor é um elemento de circuito de dois terminais que consiste em bobinas de fio. Por causa da corrente que flui no circuito, o fluxo magnético passa pelo indutor.

Quando há uma mudança na corrente que passa pelo indutor, de acordo com a lei de Faraday, uma fem de retorno é gerada. Este campo é o campo elétrico não conservativo induzido magneticamente.

Como o campo não conservativo é diferente de zero apenas dentro do indutor, sua integral em torno de todo o loop pode ser substituída por sua integral de um terminal para o outro.

Assim, os elétrons livres são acumulados em um dos terminais do indutor para produzir um campo elétrico conservador diferente de zero.

O campo elétrico total é a soma desses dois campos elétricos. Se o indutor tiver resistência insignificante, uma carga de teste não terá força interna. Portanto, o campo elétrico total dentro das bobinas deve ser zero. Assim, o campo elétrico não conservativo nesta integral pode ser substituído pelo negativo do campo elétrico conservativo.

Esta integral é a diferença de potencial entre os terminais do indutor, que é dada por esta fórmula.